2022年东北三省四市教研联合体高考化学模拟试卷（二）

这是一份2022年东北三省四市教研联合体高考化学模拟试卷（二），共6页。试卷主要包含了选择题，解答题等内容，欢迎下载使用。

1．（6 分）化学与生产、生活、社会密切相关。下列说法正确的是（）
A．新榨油脂不及时干燥脱水易变质
B．75%的医用酒精和 84 消毒液混合使用消毒效果会更好 C．燃煤中加入 CaO 可减少温室气体的排放 D．聚氯乙烯可用作食品内包装材料
2．（6 分）下列离子方程式书写正确的是（）
向溴化亚铁溶液中通入少量氯气：Cl2+2Br﹣═2Cl﹣+Br2
向 NaClO 溶液中通入过量 SO2：SO2+ClO﹣+H2O═SO42﹣+2H++Cl﹣ C．向偏铝酸钠溶液中通入过量 CO2：2AlO2﹣+CO2+3H2O═2Al（OH）3↓+CO32﹣ D．稀硫酸逐滴加入 Na2S2O3 溶液中，出现乳白色浑浊：2S2O32﹣+4H+═3S↓+SO42﹣+
2H2O
3．（6 分）利用如图实验装置进行相应实验，不能达到实验目的的是（）
制备少量氢氧化亚铁
制备少量硝基苯
配制稀硫酸溶液
测定中和反应反应热
4．（6 分）汉黄芩素（如图）是传统中草药黄芩的有效成分之一，对肿瘤细胞的杀伤有独特作用。下列有关汉黄芩素的叙述正确的是（）
该物质一氯代物有 5 种 B．该分子中所有碳原子一定共平面 C．汉黄芩素的分子中含有 5 种官能团 D．1ml 该物质最多可与 8mlH2 发生加成反应
5．（6 分）W、X、Y、Z 为原子序数依次增大的短周期主族元素，Y 的原子序数等于 W 与 X 的原子序数之和，Z 的最外层电子数为 K 层的一半（） A．简单离子半径：X＞Y＞Z
B．W 与 Y 能形成含有非极性键的化合物
C．X 和 Y 的最简单氢化物的沸点：Y＞X
D．由 W、X、Y 三种元素所组成化合物的水溶液均显酸性
6．（6 分）《Science》杂志报道了王浩天教授团队发明的制取 H2O2 的绿色方法，原理如图所示。下列说法正确的是（）
A．b 极上 O 发生氧化反应
B．Y 膜为阳离子交换膜
C．b 极上的电势比 a 极上的高
D．生成 1mlH2O2，电路有 4mle﹣由 b→H2O2 溶液→a→负载移动
7．（6 分）某温度时，Ag2MO4 在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，若溶液混合引起的体积变化可忽略。该温度下，下列说法正确的是（）
A．Ag2MO4 的溶度积 Ksp 为 1×10﹣8
4
B．含有 Ag+的溶液中肯定不存在 MO 2﹣
C．a 点表示 Ag2MO4 的不饱和溶液，蒸发浓缩可以使溶液由 a 点变到 b 点 D．2×10﹣4ml•L﹣1 的 Na2MO4 溶液与 2×10﹣4ml•L﹣1AgNO3 溶液等体积混合不会
产生沉淀
二、解答题（共 3 小题，满分 43 分）
8．（14 分）中国是世界上最大的氧化铝生产国。赤泥是氧化铝冶炼工业生产过程中排出的固体废弃物，因其含有大量 Na、Al、Fe、Si、Ca、Zr 等的氧化物而呈碱性，对环境有严重的污染性。但赤泥中含有钪（Sc）（Y）等稀土元素，是一种丰富的二次资源。如图 1是赤泥中提取钪的一种工艺流程图。
请回答下列问题：
“ 滤渣” 主要成分是 Fe2O3、ZrO2 和 ；“ 操作 1” 包含的操作有 。
赤泥中金属氧化物与盐酸反应的自由能随温度的变化如图 2 所示。由图可知 CaO、 Na2O 与盐酸更容易发生反应，Al2O3、Sc2O3、Fe2O3、ZrO2 与盐酸反应的ΔG 随着温度的升高，发生反应趋势逐渐减小。根据图像分析该工艺选择在 80～100℃进行“酸浸”的原因 。
（ 3）“ 氯 化 ” 过 程 产 生 可 燃 有 毒 气 体 ， 写 出 反 应 的 化 学 方 程 式
。此过程也可用盐酸溶解 Sc2O3，但溶液中会产生难溶的 ScOCl 杂质，写出由 SeCl3 生成 ScOCl 的离子方程式：。
“气相还原”钪时需要通入氩气，原因是 。
为提高钪的回收率，“操作 1”需多次进行。假设“浸出液”中 c（Sc3+）＝aml•L﹣1
，“操作 1”每进行一次，Sc3+萃取率为 90%，3 次操作后“水相”中的 c（Sc3+）＝ ml•L﹣1（萃取率＝×100%，假设溶液体积不变）。
9．（15 分）三碘甲烷又称碘仿，常用作医药中的杀菌消毒剂和防腐剂。由丙酮（CH3COCH3）
经卤化、水解制三碘甲烷的传统化学合成法如图（装置如图所示）。
实验原理：CH3COCH3+3NaIO→CHI3+CH3COONa+2NaOH
实验步骤：
①在搅拌条件下向b 中依次加入 50mL 水，4.5gNaI 和 1mL 丙酮。在 a 中加入 50mL5%的 NaClO 溶液。
②逐滴滴加 NaClO 溶液，并且控制反应温度不超过 20℃。
③滴完溶液后，继续搅拌 30 分钟，停止反应。抽滤。于 35～40℃烘箱中进行干燥
（ 1） 仪器 b 的名称为 ， 与普通滴液漏斗相比仪器 a 的优点是 。
化学式
相对分子质
量
颜色状态
密度/（g•mL﹣1）
熔点/℃
沸点/℃
溶解性
CH3COCH3
58
无色液体
0.790
﹣94.9
56.5
易溶于水、
乙醇、乙醚
NaI
150
白色粒状
3.607
651
1304
易溶于水和
乙醇
CHI3
394
黄色晶体
4.008
123
218
不溶于水、溶于乙醇和
乙醚
滴加 NaClO 溶液的作用 （用离子方程式表示）。反应时需控制 NaClO 溶液的滴加速度，防止反应温度过高，说明该反应为 反应。
步骤②中控制温度的方法为 。
本实验中三碘甲烷的产率为 （保留两位有效数字）。
粗产品可以通过 方法提纯。
现在常用电解碘化钠和丙酮水溶液来合成三碘甲烷，反应原理如下：
①2I﹣﹣2e﹣═I2
②I2+2OH﹣═IO﹣+I﹣+H2O
③CH3COCH3+3IO﹣→CHI3+CH3COO﹣+2OH﹣
电解时，阴极的电极反应式为 。电解过程中电解液的 pH 不断增大的原因 。
10．（14 分）温室气体 CO2 的综合利用已成为人们关注的热点。利用H2 还原 CO2 的过程中会发生以下两个反应：
反应Ⅰ：CO2（g）+H2（g）⇌ CO（g）+H2O（g）ΔH1＝+41kJ•ml﹣1
反应Ⅱ：CO2（g）+3H2（g）⇌ CH3OH（g）+H2O（g）ΔH2
已知部分键能如表
则 CO2 分子中 C＝O 键的键能为 kJ•ml﹣1。在恒温恒容条件下，可以提高 CO2 平衡转化率的两种措施：、。
（2）290℃下，向 1L 恒容密闭容器中充入 1mlCO2 和 3mlH2 发生上述反应，达平衡时，测得 n（CO），n（CH3OH）＝yml，体系内总压强为 p。
①H2 的平衡转化率α（H2）＝（用含 x、y 的代数式表示）。
②用各物质的平衡分压表示反应Ⅱ的平衡常数Kp，Kp＝（列出计算式即可）。
③下列各项中可以判断反应已达到化学平衡状态的是 （填标号）。
v 正（CO2）＝3v 逆（H2）
容器内混合气体密度保持不变
化学键
C﹣H
C﹣O
C﹣C
O﹣H
C≡O
H﹣H
键能/（kJ•
ml﹣1）
414
326
332
464
1073
436
容器内混合气体平均相对分子质量保持不变
容器中 CO2、H2、CO、CH3OH、H2O 的物质的量浓度相等
阿伦尼乌斯公式是表达化学反应速率常数随温度变化关系的经验公式，其表达式为
lnk＝+C（k 为速率常数，Ea 为活化能，T 为温度，R、C 为常数）。分别采用 Ti、Zr、 Hf 的氧化物负载为催化剂进行反应Ⅱ
反应速率最慢时使用的催化剂为 （填“TiO2”、“ZrO2”或“HfO2”），判断理由为 。
【化学—选修 3：物质结构与性质】（15 分）
11．（15 分）“遂古之初，谁传道之？上下未形，何由考之？”屈原的《天问》体现出中华民族对真理追求的坚韧与执着。“天问一号”探测器采用了我国自主研制的高性能碳化硅增强铝基复合材料。
硅原子的价电子排布图为 。
（ 2） 碳 化 硅 增 强 铝 基 复 合 材 料 中 的 三 种 元 素 电 负 性 由 大 到 小 的 顺 序 为
（填元素符号）。
碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）、氮化铝（AIN），也称为第三代半导体材料。
①氮化镓（GaN）晶体结构如图Ⅰ，其熔点 1700℃ 晶体，氮的杂化方式为 ，晶体中的作用力有 ；与 Ga 等距离最近的氮原子构成的空间构型为 。
② 氮 化 铝 （ AlN） 与 氮 化 镓 （ GaN） 的 晶 体 类 型 相 同 。 GaN 比 AlN 的 熔 点
低。
③禁带宽度可以简单理解为被束缚的价电子要成为自由电子，获得的最小能量值。相对于 第 一 代 半 导 体 材 料 硅 ， 禁 带 宽 度 大 的 SiC 特 别 适 于 制 造 耐 高 温 、 耐 高压。
三元合金半导体 AlxGa1﹣xN，可认为 Al 局部取代 GaN 中 Ga 的位置，其中一种结构如图Ⅱ。
【化学—选修 5：有机化学基础】（15 分）
维纶性能接近棉花，有“合成棉花”之称，工业合成维纶的一种合成方法如图：
已知：
①CH≡CH+R﹣COOHCH2＝CH﹣OOCR；
②RCHO+R′OH。
③化合物 C、D 均为高分子化合物回答下列问题：
请写出实验室制化合物 A 的化学方程式 。
反应①的反应类型是 ，化合物 B 的名称是 。
化合物 C 具有的官能团名称是 。
请写出反应③的化学方程式 。
化合物 E 的结构简式为 。
化合物 B 的同分异构体中，与其有相同官能团的同分异构体数目为 （不考虑立体异构），写出其中核磁共振氢谱峰面积比为 1：2：3 的同分异构体的结构简式 。
2022 年东北三省四市教研联合体高考化学模拟试卷（二）
参考答案与试题解析
一、选择题（共 7 小题，每小题 6 分，满分 42 分）
1．（6 分）化学与生产、生活、社会密切相关。下列说法正确的是（ ）
A．新榨油脂不及时干燥脱水易变质
B．75%的医用酒精和 84 消毒液混合使用消毒效果会更好 C．燃煤中加入 CaO 可减少温室气体的排放 D．聚氯乙烯可用作食品内包装材料
【分析】A．水中含有的微生物等能加快新榨油脂发生氧化反应而变质；
B．乙醇能与次氯酸钠发生氧化还原反应， C．燃煤中加入 CaO 不能减少二氧化碳的排放；
D．可制作食品内包装材料的物质应该无毒或不会产生有害物质。
【解答】解：A．新榨油脂若不及时干燥脱水，使油脂变质； B．乙醇具有还原性，二者混用会发生氧化还原反应，次氯酸钠被还原，故 B 错误； C．碳酸钙在高温下易发生分解，但能减少二氧化硫的排放；
D．聚氯乙烯为 3 类致癌物质，不可作为食品包装材料；故选：A。
【点评】本题考查物质的性质及用途，为高频考点，把握物质的性质、发生的反应、性质与用途的关系为解答的关键，侧重分析与运用能力的考查，注意元素化合物知识的应用，题目难度不大。
2．（6 分）下列离子方程式书写正确的是（ ）
A．向溴化亚铁溶液中通入少量氯气：Cl2+2Br﹣═2Cl﹣+Br2
B．向 NaClO 溶液中通入过量 SO2：SO2+ClO﹣+H2O═SO42﹣+2H++Cl﹣ C．向偏铝酸钠溶液中通入过量 CO2：2AlO2﹣+CO2+3H2O═2Al（OH）3↓+CO32﹣ D．稀硫酸逐滴加入 Na2S2O3 溶液中，出现乳白色浑浊：2S2O32﹣+4H+═3S↓+SO42﹣+
2H2O
【分析】A.二价铁离子还原性强于溴离子，氯气少量先氧化二价铁离子；
B.NaClO 溶液中通入过量 SO2，发生氧化还原反应生成硫酸钠； C.向偏铝酸钠溶液中通入过量 CO2 产生碳酸氢根离子；
D.S2O32﹣与氢离子反应生成二氧化硫气体和硫单质。
【解答】解：A.溴化亚铁溶液中通入少量氯气，离子方程式：2Fe2++Cl5═2Fe3++5Cl﹣，故 A 错误；
4
B.NaClO 溶液中通入过量 SO2，发生氧化还原反应生成硫酸钠，离子反应为 SO2+ClO﹣+ H2O═SO 2﹣+7H++Cl﹣，故 B 正确；
2
C.向偏铝酸钠溶液中通入过量 CO2 产生碳酸氢根离子， 离子反应为： AlO ﹣ + CO6+2H2O═2Al（OH）3↓+HCO3﹣，故 C 错误；
D.向 Na8S2O3 溶液中加入稀硫酸，反应生成硫酸钠，正确的离子方程式为：S2O32﹣+ 2H+═SO2↑+S↓+H2O，故 D 错误；
故选：B。
【点评】本题考查了离子方程式的书写，明确反应实质是解题关键，注意离子反应遵循客观事实，遵循电荷守恒规律，题目难度不大。
3．（6 分）利用如图实验装置进行相应实验，不能达到实验目的的是（）
制备少量氢氧化亚铁
制备少量硝基苯
配制稀硫酸溶液
测定中和反应反应热
【分析】A．Fe 与电源正极相连作阳极，失去电子生成亚铁离子，汽油可隔绝空气；
B．水浴加热制备硝基苯； C．不能在容量瓶中稀释浓硫酸； D．图中温度计测定温度，且保温好。
【解答】解：A．Fe 与电源正极相连作阳极，汽油可隔绝空气，图中装置可制备少量氢氧化亚铁； B．苯与浓硝酸发生取代反应生成硝基苯、吸水剂，图中装置可制备少量硝基苯； C．不能在容量瓶中稀释浓硫酸、冷却后，故 C 错误； D．图中温度计测定温度，图中装置可测定中和热；
故选：C。
【点评】本题考查化学实验方案的评价，为高频考点，把握物质的性质、物质的制备、溶液的配制、中和热测定、实验技能为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意实验的评价性分析，题目难度不大。
4．（6 分）汉黄芩素（如图）是传统中草药黄芩的有效成分之一，对肿瘤细胞的杀伤有独特作用。下列有关汉黄芩素的叙述正确的是（ ）
A．该物质一氯代物有 5 种 B．该分子中所有碳原子一定共平面 C．汉黄芩素的分子中含有 5 种官能团 D．1ml 该物质最多可与 8mlH2 发生加成反应
【分析】A．该有机物分子中烃基共有 6 种化学环境不同的氢原子； B．单键可以旋转，苯环平面与碳碳双键平面不一定共平面； C．该分子中官能团有碳碳双键、酚羟基、醚键、羰基； D．分子中苯环、碳碳双键、羰基能与氢气发生加成反应。
【解答】解：A．该有机物分子中烃基共有 6 种化学环境不同的氢原子，故 A 错误； B．单键可以旋转，分子中所有碳原子不一定共平面； C．该分子含有碳碳双键、醚键，故 C 错误；
D．分子中含有的 2 个苯环、6 个羰基能与氢气发生加成反应 2 发生加成反应，故D 正确；故选：D。
【点评】本题考查有机物的结构与性质，熟练掌握官能团的结构、性质与转化，根据甲烷的四面体、乙烯与苯的平面形、乙炔直线形理解共面与共线问题，题目侧重考查学生分析能力、知识迁移运用能力。
5．（6 分）W、X、Y、Z 为原子序数依次增大的短周期主族元素，Y 的原子序数等于 W 与 X 的原子序数之和，Z 的最外层电子数为 K 层的一半（） A．简单离子半径：X＞Y＞Z
B．W 与 Y 能形成含有非极性键的化合物
C．X 和 Y 的最简单氢化物的沸点：Y＞X
D．由 W、X、Y 三种元素所组成化合物的水溶液均显酸性
【分析】W、X、Y、Z 为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z 的最外层电子数为 K层的一半，结合原子序数可知，Z 含有 3 个电子层，最外层含有 1 个电子，则 Z 为 Na； W 与 X 可形成原子个数比为 2：1 的 18e﹣分子，该化合物应该为 N2H4，则 W 为 H，X
为 N 元素；Y 的原子序数等于 W 与 X 的原子序数之和，Y 的原子序数为 1+7＝8，则 Y
为 O 元素，以此分析解答。
【解答】解：结合分析可知，W 为 H，Y 为 O，
A．电子层结构相同时，则离子半径大小为：N3﹣＞O2﹣＞Na+，即 X＞Y＞Z，故A 正确；
B．W 与 Y 形成的化合物 H8O2 分子中含有 O﹣O 非极性键，故 B 正确；
C．X 的最简单的氢化物为 NH3，Y 的最简单的氢化物为H8O，常温下水为液态，则最简单氢化物沸点：H2O＞NH3，即 Y＞X，故 C 正确；
D．由 W、X3、NH3•H2O、NH6NO3 等，HNO3 为强酸其水溶液为酸性，NH6NO3 为强酸弱碱盐，其水溶液呈酸性 3•H7O 的水溶液为碱性，故 D 错误；
故选：D。
【点评】本题考查原子结构与元素周期律，结合原子序数、原子结构来推断元素为解答关键，侧重分析与应用能力的考查，注意规律性知识的应用，题目难度不大。
6．（6 分）《Science》杂志报道了王浩天教授团队发明的制取 H2O2 的绿色方法，原理如图所示。下列说法正确的是（）
A．b 极上 O 发生氧化反应
B．Y 膜为阳离子交换膜
C．b 极上的电势比 a 极上的高
D．生成 1mlH2O2，电路有 4mle﹣由 b→H2O2 溶液→a→负载移动
【分析】由 H2O2⇌ H++HO2﹣，可知 H+、HO2﹣反应生成 H2O2，a 极通入氢气为负极，氢气失去电子生成 H+，负极反应式为 H2﹣2e﹣＝2H+，b 为正极，氧气得电子，正极反
22
应式为 O2+H2O+2e﹣＝HO ﹣+OH﹣，H+通过 X 膜、HO ﹣通过 Y 膜，每生成 1mlH2O2
外电路通过 2mle﹣，据此解答。
2
【解答】解：A．b 为正极，正极反应式为 O2+H2O+2e﹣＝HO ﹣+OH﹣，O 发生还原反应，故 A 错误；
2
B．由分析可知，H+通过 X 膜、HO ﹣通过 Y 膜，则 X 膜为阳离子交换膜，故 B 错误；
C．b 为正极，b 极上的电势比 a 极上的高；
D．O5 转化H2O2，每生成 6mlH2O2 外电路通过 8mle﹣，由 a 极→负载移动→b 极，不能进入 H2O2 溶液，故 D 错误；
故选：C。
【点评】本题考查电解原理运用，理解电解池工作原理，正确判断电极，正确书写电极反应式，题目侧重考查学生观察能力、分析能力、灵活运用知识的能力。
7．（6 分）某温度时，Ag2MO4 在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，若溶液混合引起的体积变化可忽略。该温度下，下列说法正确的是（）
Ag2MO4 的溶度积 Ksp 为 1×10﹣8
含有 Ag+的溶液中肯定不存在 MO42﹣
C．a 点表示 Ag2MO4 的不饱和溶液，蒸发浓缩可以使溶液由 a 点变到 b 点 D．2×10﹣4ml•L﹣1 的 Na2MO4 溶液与 2×10﹣4ml•L﹣1AgNO3 溶液等体积混合不会
产生沉淀
【分析】A．Ag2MO4 的溶度积常数Ksp（Ag2MO4）＝c2（Ag+）•c（MO42﹣），结合图中 b 点数值进行计算；
B．Ag2MO4 饱和溶液中含有微量的 Ag+、MO42﹣；
4
C．a 点在曲线下方，为 Ag2MO4 的不饱和溶液，蒸发溶剂时 c（Ag+）、c（MO 2﹣）均增大；
D．2×10﹣4ml•L﹣1 的 Na2MO4 溶液与 2×10﹣4ml•L﹣1AgNO3 溶液等体积混合瞬间
c（Ag+）＝c（MO42﹣）＝2×10﹣4×ml/L＝10﹣4×ml/L，结合浓度积 Q 与 Ksp
（Ag2MO4）大小关系分析。
2
6
【解答】解：A．图中b 点时c（Ag+）＝2×10﹣4ml/L，c（MO 2﹣）＝5×10﹣6ml/L，则 Ag2MO4 的溶度积常数Ksp（Ag3MO4）＝c2（Ag+）•c（MO 2﹣）＝（2×10﹣8）2
×5×10﹣5＝4×10﹣12，故 A 错误；
2
B．Ag2MO8 存在沉淀溶解平衡，则 Ag2MO4 饱和溶液中含有微量的 Ag+、MO 2﹣，故 B 错误；
C．点在曲线下方 2MO2 的不饱和溶液，蒸发溶剂时 c（Ag+）、c（MO42﹣）均增大，则蒸发浓缩不能使溶液由 a 点变到 b 点；
D．8×10﹣4ml•L﹣1 的 Na7MO4 溶液与 2×10﹣2ml•L﹣1AgNO3 溶液等体积混合瞬间
8
c（Ag+）＝c（MO 2﹣）＝2×10﹣8ml/L＝10﹣4ml/L，此时浓度积 Q＝c2（Ag+）
3sp64
c（MO 2﹣）＝10﹣4×（10﹣5）2＝10﹣12＜4×10﹣12＝K （Ag MO ），则所得溶液为不饱和溶液，故 D 正确；
故选：D。
【点评】本题考查难溶电解质的溶解平衡，为高频考点，把握难溶物的溶解平衡及其影响因素、溶度积常数及其计算为解答的关键，侧重分析与运用能力的考查，注意掌握溶度积常数的应用，题目难度中等。
二、解答题（共 3 小题，满分 43 分）
8．（14 分）中国是世界上最大的氧化铝生产国。赤泥是氧化铝冶炼工业生产过程中排出的固体废弃物，因其含有大量 Na、Al、Fe、Si、Ca、Zr 等的氧化物而呈碱性，对环境有严重的污染性。但赤泥中含有钪（Sc）（Y）等稀土元素，是一种丰富的二次资源。如图 1是赤泥中提取钪的一种工艺流程图。
请回答下列问题：
“滤渣”主要成分是 Fe2O3、ZrO2 和 SiO2 ；“操作 1”包含的操作有 萃取、
分液。
赤泥中金属氧化物与盐酸反应的自由能随温度的变化如图 2 所示。由图可知 CaO、 Na2O 与盐酸更容易发生反应，Al2O3、Sc2O3、Fe2O3、ZrO2 与盐酸反应的ΔG 随着温度的升高，发生反应趋势逐渐减小。根据图像分析该工艺选择在 80～100℃进行“酸浸”的原因 Fe2O3、ZrO2 以固体形式存在，便于过滤除去。
“氯化”过程产生可燃有毒气体，写出反应的化学方程式 Sc2O3+3C+3Cl2 2ScCl3+3CO 。此过程也可用盐酸溶解 Sc2O3，但溶液中会产生难溶的 ScOCl 杂质，写出由 SeCl3 生成 ScOCl 的离子方程式： Sc2O3+2Cl﹣+2H+＝2ScOCl+H2O 。
“气相还原”钪时需要通入氩气，原因是 钠易和氧气反应，必须充入保护气。
为提高钪的回收率，“操作 1”需多次进行。假设“浸出液”中 c（Sc3+）＝aml•L﹣1
，“操作 1”每进行一次，Sc3+萃取率为 90%，3 次操作后“水相”中的 c（Sc3+）＝ a
×l0﹣3 ml•L﹣1（萃取率＝×100%，假设溶液体积不变）。
【分析】赤泥是含有大量 Na、Al、Fe、Si、Ca、Zr 等的氧化物，赤泥中提取钪，赤泥首 先焙烧，然后加入适量盐酸，在 80～100℃进行“酸浸”，使 Fe2O3、ZrO2 和 SiO2 不溶，过滤得到滤渣为 Fe2O3、ZrO2 和 SiO2，然后加入萃取剂，钪离子进入有机相，分液，得 到有机相再加入反萃取剂分液，加入 H2C2O4 溶液，钪离子转化为草酸钪沉淀，过滤得 到草酸钪，草酸钪通入空气焙烧得到 Sc2O3、CO2，Sc2O3 加入碳粉、氯气加热生成 ScCl3，
ScCl3 在钠气流中还原得到钪，据此解答；
（5）“浸出液”中 c（Sc3+）＝aml•L﹣1，“操作 1”每进行一次，Sc3+萃取率为 90%，剩余溶液中 10%，则每次萃取后，浓度为原溶液的 10%。
【解答】解：（1）“滤渣”主要成分是 Fe2O3、ZrO6 和 SiO2；“操作 1”包含的操作为萃取、分液，
故答案为：SiO7；萃取、分液；
根据图像分析该工艺选择在 80～100℃进行“酸浸”的原因使 Fe2O3、ZrO6 以固体形式存在，便于过滤除去，
故答案为：Fe2O3、ZrO3 以固体形式存在，便于过滤除去；
“氯化”过程产生可燃有毒气体为 CO，反应的化学方程式 Sc2O3+3C+3Cl2 7ScCl3+3CO；盐酸溶解 Sc4O3，生成 ScOCl 的离子方程式 Sc2O4+2Cl﹣ +2H+＝6ScOCl
+H2O，
故答案为：Sc2O2+3C+3Cl82ScCl3+4CO；Sc2O3+4Cl﹣+2H+＝2ScOCl+H8O；
“气相还原”铳时需要通入氩气，原因是钠易和氧气反应，故答案为：钠易和氧气反应，必须充入保护气；
“浸出液”中 c（Sc3+）＝aml•L﹣1，“操作 5”每进行一次，Sc3+萃取率为 90%，
剩余溶液中 10%3+）＝a×10%×10%×10%＝a×l4﹣3，故答案为：a×l0﹣4。
【点评】本题考查学生对工艺流程的理解、阅读获取信息能力、对操作步骤的分析评价、物质的分离提纯等，是对所学知识的综合运用与能力的考查，需要学生具备扎实的基础知识与综合运用知识、信息进行解决问题的能力.
9．（15 分）三碘甲烷又称碘仿，常用作医药中的杀菌消毒剂和防腐剂。由丙酮（CH3COCH3）经卤化、水解制三碘甲烷的传统化学合成法如图（装置如图所示）。
实验原理：CH3COCH3+3NaIO→CHI3+CH3COONa+2NaOH
实验步骤：
①在搅拌条件下向b 中依次加入 50mL 水，4.5gNaI 和 1mL 丙酮。在 a 中加入 50mL5%的 NaClO 溶液。
②逐滴滴加 NaClO 溶液，并且控制反应温度不超过 20℃。
③滴完溶液后，继续搅拌 30 分钟，停止反应。抽滤。于 35～40℃烘箱中进行干燥
仪器b 的名称为 三颈烧瓶，与普通滴液漏斗相比仪器a 的优点是 平衡气压，
有利于漏斗中的液体顺利流下。
滴加 NaClO 溶液的作用ClO﹣+I﹣＝IO﹣+Cl﹣ （用离子方程式表示）。反应时需控制 NaClO 溶液的滴加速度，防止反应温度过高，说明该反应为 放热 反应。
步骤②中控制温度的方法为 冷水浴。
本实验中三碘甲烷的产率为 48% （保留两位有效数字）。
粗产品可以通过 重结晶方法提纯。
化学式
相对分子质
量
颜色状态
密度/（g•mL﹣1）
熔点/℃
沸点/℃
溶解性
CH3COCH3
58
无色液体
0.790
﹣94.9
56.5
易溶于水、
乙醇、乙醚
NaI
150
白色粒状
3.607
651
1304
易溶于水和
乙醇
CHI3
394
黄色晶体
4.008
123
218
不溶于水、
溶于乙醇和乙醚
现在常用电解碘化钠和丙酮水溶液来合成三碘甲烷，反应原理如下：
①2I﹣﹣2e﹣═I2
②I2+2OH﹣═IO﹣+I﹣+H2O
③CH3COCH3+3IO﹣→CHI3+CH3COO﹣+2OH﹣
电解时，阴极的电极反应式为2H2O+2e﹣＝2OH﹣+H2↑ 。电解过程中电解液的 pH
电解过程中总反应为 3I﹣ +CH3COCH3+3H2O
不断增大的原因
+CH3COO﹣+3H2↑+2OH﹣，生成了 NaOH 使电解液的 pH 不断增大 。
CHI3
【分析】（1）根据仪器 b 的特征分析；仪器 a 为分压滴液漏斗，能保持漏斗内外压强；
根据反应原理可知，NaClO 和 NaI 反应制备 NaIO；控制 NaClO 溶液的滴加速度，防止反应温度过高，说明反应放热；
步骤②：逐滴滴加 NaClO 溶液，并且控制反应温度不超过 20℃，可用冷水浴；
（4）4.5gNaI 的物质的量为＝0.03ml，1mL 丙酮的物质的量为≈ 0.0136ml，NaClO 的物质的量大约为≈0.0336ml，根据反应原理判断物质过量，并计算三碘甲烷的理论产量和产率；
CHI3 不溶于水，丙酮易溶于水，可用重结晶法分离提纯物质；
电解碘化钠和丙酮水溶液来合成三碘甲烷的原理为：电解碘化钠的反应为 2NaI
+2H2OI2+2NaOH+H2↑，I2 和 NaOH 反应生成 NaIO，NaIO 与 CH3COCH3 反应生成 CHI3 和 NaOH，据此分析解答。
【解答】解：（1）仪器 b 为三颈烧瓶；和普通分液漏斗相比，有利于漏斗中的液体顺利流下，
故答案为：三颈烧瓶；平衡气压；
滴加 NaClO 溶液，将 NaI 氧化为 NaIO3，该氧化还原反应的离子方程式为 ClO﹣+ I﹣＝IO﹣+Cl﹣；制备 CHI3 的反应需要控制 NaClO 溶液的滴加速度，防止反应温度过高，故答案为：ClO﹣+I﹣＝IO﹣+Cl﹣；放热；
控制反应温度不超过 20℃，可用冷水浴控制反应温度，故答案为：冷水浴；
（4）5.5gNaI 的物质的量为＝0.03ml≈8.0136ml≈
4.0336ml﹣+I﹣＝IO﹣+Cl﹣、CH3COCH3+8NaIO→CHI3+CH3COONa+7NaOH，则丙酮过
量 3 的理论产量为 0.01ml，质量为 4.01ml×394g/ml＝3.94g×100%≈48%，故答案为：48%；
产物 CHI3 不溶于水，杂质丙酮易溶于水 6COONa、NaOH，可用重结晶法分离提纯
CHI3，
故答案为：重结晶；
电解碘化钠的反应为2NaI+7H2OI2+5NaOH+H2↑，其中阴极反应式为2H8O
+2e﹣＝2OH﹣+H6↑，I2 和NaOH 反应生成的NaIO 与CH3COCH6 反应生成CHI3 和NaOH，总反应为 3I﹣+CH3COCH3+3H2OCHI3+CH3COO﹣+8H2↑+2OH﹣，所以电解过
程中电解液的 pH 不断增大，
故答案为： 6H2O+2e﹣ ＝ 5OH﹣ +H2↑； 电解过程中总反应为 3I﹣ +CH7COCH3+3H4O CHI3+CH3COO﹣+8H2↑+2OH﹣，生成了 NaOH 使电解液的 pH 不断增大。
【点评】本题考查有机物的制备实验，为高频考点，涉及仪器识别、物质分离提纯、条件控制、电解及氧化还原反应原理的应用，产率计算等知识，侧重于学生的分析能力、计算能力和实验能力的考查，明确原理是解题关键，注意把握相关基本实验方法和操作，题目难度中等。
10．（14 分）温室气体 CO2 的综合利用已成为人们关注的热点。利用H2 还原 CO2 的过程中会发生以下两个反应：
反应Ⅰ：CO2（g）+H2（g）⇌ CO（g）+H2O（g）ΔH1＝+41kJ•ml﹣1
反应Ⅱ：CO2（g）+3H2（g）⇌ CH3OH（g）+H2O（g）ΔH2
已知部分键能如表
则 CO2 分子中C＝O 键的键能为 803kJ•ml﹣1。在恒温恒容条件下，可以提高 CO2
平衡转化率的两种措施： 降低温度、 增加压强。
（2）290℃下，向 1L 恒容密闭容器中充入 1mlCO2 和 3mlH2 发生上述反应，达平衡时，测得 n（CO），n（CH3OH）＝yml，体系内总压强为 p。
化学键
C﹣H
C﹣O
C﹣C
O﹣H
C≡O
H﹣H
键能/（kJ•
ml﹣1）
414
326
332
464
1073
436
①H2 的平衡转化率α（H2）＝ （用含 x、y 的代数式表示）。
②用各物质的平衡分压表示反应Ⅱ的平衡常数 Kp，Kp＝
（列出计算式即可）。
③下列各项中可以判断反应已达到化学平衡状态的是 C（填标号）。
v 正（CO2）＝3v 逆（H2）
容器内混合气体密度保持不变
容器内混合气体平均相对分子质量保持不变
容器中 CO2、H2、CO、CH3OH、H2O 的物质的量浓度相等
（3）阿伦尼乌斯公式是表达化学反应速率常数随温度变化关系的经验公式，其表达式为
lnk＝+C（k 为速率常数，Ea 为活化能，T 为温度，R、C 为常数）。分别采用 Ti、Zr、 Hf 的氧化物负载为化剂进行反应Ⅱ
反应速率最慢时使用的化剂为 HfO2 （填“TiO2”、“ZrO2”或“HfO2”），判断理由为 该化剂化时，反应的活化能最小，反应速率最快。
【分析】（1）由ΔH＝反应物的总键能﹣生成物的总键能；
根据图中信息，可根据物质的量关系列式： CO2（g）+H2（g）⇌ CO（g）+H2O（g）（单位：ml）开始 1300
变化 xxxx
CO2（g）+3H2（g）⇌ CH3OH（g）+H2O（g）（单位：ml）开始 1300
变化 y3yyy
①α（H2）＝；
②可逆反应达到平衡时，体系中 n（CO2）＝（1﹣x﹣y）ml，n（H2）＝（3﹣x﹣3y） ml，n（CO）＝xml，n（CH3OH）＝yml，n（H2O）＝（x+y）ml，n（总）＝（4﹣2y） ml，则φ（H2O）＝，φ（CH3OH）＝，φ（CO2）＝，φ（H2）＝
，Kp＝；
③可逆反应达到化学平衡时正逆反应速率相等且变化的物理量不再变化；
反应的活化能最小，反应速率最快。
【解答】解：（1）由ΔH＝反应物的总键能﹣生成物的总键能可得：ΔH1＝2EC＝O+EH﹣ H﹣EC≡O﹣6EH﹣O＝+41kJ/ml，解得 EC＝O＝803kJ/ml，ΔH1＝2EC＝O+3EH﹣H﹣3EC﹣ H﹣EC﹣O﹣EH﹣O﹣2EH﹣O＝﹣46kJ/ml，则为使反应Ⅰ平衡逆向移动，可以采取的措施
为降低温度或是增加压强，故答案为：803；降低温度；
根据图中信息，可根据物质的量关系列式： CO3（g）+H2（g）⇌ CO（g）+H2O（g）（单位：ml）开始 230
变化 xxx
CO6（g）+3H2（g）⇌ CH5OH（g）+H2O（g）（单位：ml）开始 120
变化 y3yy
①α（H4）＝，
故答案为：；
②可逆反应达到平衡时，体系中 n（CO2）＝（7﹣x﹣y）ml，n（H2）＝（3﹣x﹣2y） ml，n（CO）＝xml3OH）＝yml，n（H2O）＝（x+y）ml，n（总）＝（8﹣2y）ml2O）
＝， φ（ CH3OH） ＝， φ（ CO2） ＝， φ（ H8） ＝， Kp＝
＝＝
，
故答案为：；
③A.v 正（CO2）＝6v 逆（H2）时反应Ⅱ的正逆反应速率相等，但是反应Ⅰ的正逆反应速率不相等，故 A 错误；
B.反应前后气体的体积和质量均不变，容器内混合气体密度始终保持不变，故 B 错误 C.反应Ⅱ时反应前后气体物质的量发生变化的反应，容器内混合气体平均相对分子质量保持不变时，故 C 正确；
D.容器中 CO2、H5、CO、CH3OH、H2O 的物质的量浓度相等，不能判断达到化学平衡状态；
故答案为：C；
图中纵坐标为 lnk，横坐标为+C（k 为速率常数，Ea 为活化能，T 为温度，R，可知斜率为 Ea，Ea 越大，曲线越陡，根据阿伦尼乌斯曲线判断 6、ZrO2、TiO2
三种催化剂作用下，活化能分别约为 80.6kJ/ml、101，则 HfO2 作催化剂时反应的活化能最小，反应速率最快，
故答案为：HfO2；该催化剂催化时，反应的活化能最小。
【点评】本题考查较为综合，为高考常见题型，侧重于学生的分析、计算能力的考查，题目涉及盖斯定律应用、平衡常数的计算应用等知识、题目难度中等。
【化学—选修 3：物质结构与性质】（15 分）
11．（15 分）“遂古之初，谁传道之？上下未形，何由考之？”屈原的《天问》体现出中华民族对真理追求的坚韧与执着。“天问一号”探测器采用了我国自主研制的高性能碳化硅增强铝基复合材料。
硅原子的价电子排布图为 。
碳化硅增强铝基复合材料中的三种元素电负性由大到小的顺序为 C＞Si＞Al
（填元素符号）。
碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）、氮化铝（AIN），也称为第三代半导体材料。
①氮化镓（GaN）晶体结构如图Ⅰ，其熔点 1700℃ 共价 晶体，氮的杂化方式为sp3
，晶体中的作用力有 共价键、配位键；与 Ga 等距离最近的氮原子构成的空间构型为 正四面体。
②氮化铝（AlN）与氮化镓（GaN）的晶体类型相同。GaN 比 AlN 的熔点低 GaN、AlN
均属于共价晶体，由于r（Al）＜r（Ga），Al﹣N 键的键长比 Ga﹣N 键的键长短，Al﹣N
键的键能大，AlN 熔点高 。
③禁带宽度可以简单理解为被束缚的价电子要成为自由电子，获得的最小能量值。相对于第一代半导体材料硅，禁带宽度大的 SiC 特别适于制造耐高温、耐高压 碳化硅、晶
体硅都属于共价晶体，碳原子半径比硅原子半径小，C﹣Si 键比 Si﹣Si 键更稳定 。
三元合金半导体 AlxGa1﹣xN，可认为 Al 局部取代 GaN 中 Ga 的位置，其中一种结构如图Ⅱ 0.25 。
【分析】（1）硅原子的价电子为 3s23p2，结合泡利原理和洪特规则画出价电子排布图；
元素周期表同主族从下往上元素电负性减小，同周期主族元素从左往电负性增大；
①氮化镓熔点高，晶体中原子间以共价键结合，具有空间立体网状结构；由图可知 GaN 中N 原子形成 4 个σ键，价层电子对数为 4；晶体中 Ga 原子、N 原子均形成 4 个共价键，Ga 原子价电子数为 3，可以形成 3 个普通共价键，N 原子价电子数为 5，则 Ga 原子与 N 原子之间还形成 1 个配位键；与 Ga 等距离最近的氮原子原子数为 4，这 4 个 N原子形成正四面体；
②均属于共价晶体，原子半径越小，共价键键长越大，键能越大，共价晶体的熔点越高；
③碳化硅中共价键更稳定；
均摊法计算结构单元中 Al 原子、Ga 原子、N 原子数目，进而确定 x 的值。
【解答】解：（1）硅原子的价电子为 3s26p2，按泡利原理和洪特规则思考，硅原子的价
电子排布图为 应为，故答案为：；
元素周期表同主族从下往上元素电负性减小，同周期主族元素从左往电负性增大，
故答案为：C＞Si＞Al；
①氮化镓熔点高，晶体中原子间以共价键结合，可知氮化镓属于共价晶体；，价层电子对数为 46 杂化；晶体中 Ga 原子，Ga 原子价电子数为 3，N 原子价电子数为 5，即晶体中的作用力有共价键；氮化镓属于共价晶体，这 4 个 N 原子构成的空间构型为正四面体，
故答案为：共价；sp3；共价键、配位键；
②GaN、AlN 均属于共价晶体，Al﹣N 键的键长比 Ga﹣N 键的键长短，故 GaN 比 AlN
的熔点低，
故答案为：GaN、AlN 均属于共价晶体，Al﹣N 键的键长比 Ga﹣N 键的键长短，AlN 熔点高；
③碳化硅、晶体硅都属于共价晶体，C﹣Si 键比 Si﹣Si 键更稳定，需要的最小能量值更大，
故答案为：碳化硅、晶体硅都属于共价晶体，C﹣Si 键比 Si﹣Si 键更稳定；
结构单元中，Al 原子数目为 1+6×，Ga 原子数目为 6+12×＝4.7＝4、Ga，则 x＝0.25，
故答案为：0.25。
【点评】本题是对物质结构与性质的考查，涉及核外电子排布、电负性、杂化方式、晶体类型与性质、晶体结构与计算等，需要学生具备扎实的基础与灵活运用的能力。
【化学—选修 5：有机化学基础】（15 分）
维纶性能接近棉花，有“合成棉花”之称，工业合成维纶的一种合成方法如图：
已知：
①CH≡CH+R﹣COOHCH2＝CH﹣OOCR；
②RCHO+R′OH。
③化合物 C、D 均为高分子化合物回答下列问题：
请写出实验室制化合物 A 的化学方程式 CaC2+2H2O→Ca（OH）2+HC≡CH↑
。
反应①的反应类型是 加成反应，化合物 B 的名称是 乙酸乙烯酯。
化合物 C 具有的官能团名称是 酯基。
（ 4） 请写出反应③ 的化学方程式 +nNaOH +
nCH3COONa 。
化合物 E 的结构简式为 HCHO。
化合物 B 的同分异构体中，与其有相同官能团的同分异构体数目为 4 （不考虑立体异构），写出其中核磁共振氢谱峰面积比为 1：2：3 的同分异构体的结构简式 CH2
＝CHCOOCH3、。
【分析】A 是乙炔，与乙酸发生信息①中加成反应生成 B，③中化合物 C、D 均为高分
子化合物，则 B 为 CH2＝CHOOCCH3，C 为，C 碱性条件下水解生成 D
为，结合维纶的结构、信息②，推知 E 为 HCHO。
【解答】解：（1）A 为乙炔，实验室制乙炔的化学方程式为 CaC2+2H5O→Ca（OH）2
+HC≡CH↑，
故答案为：CaC2+6H2O→Ca（OH）2+HC≡CH↑；
（2）反应①的反应类型是加成反应；B 的结构简式为 CH2＝CHOOCCH3，化合物 B 的
名称是乙酸乙烯酯，
故答案为：加成反应；乙酸乙烯酯；
（3）C 的结构简式为，化合物 C 具有的官能团名称是酯基，故答案为：酯基；
反应③的化学方程式为+nNaOH+nCH3COONa，
故答案为：+nNaOH+nCH4COONa；
由分析可知，化合物 E 的结构简式为 HCHO，故答案为：HCHO；
（6）B 为 CH2＝CHOOCCH3，化合物 B 的同分异构体中，与其有相同官能团的同分异构体有 CH2＝CHCOOCH3，还可以是 CH2＝CHCH3 中氢原子被﹣OOCH 替代有 3 种，
故符合条件的同分异构体共有 4 种 3＝CHCOOCH3、，
故答案为：4；CH8＝CHCOOCH3、。
【点评】本题考查有机物的推断，涉及有机反应类型、有机物命名、官能团识别、有机反应方程式的书写、限制条件同分异构体的书写等，注意对给予反应信息的理解，题目侧重考查学生自学能力、分析推理能力、知识迁移运用能力。